JP2009296768A - Axial gap type motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップ型モータに関する。 The present invention relates to an axial gap type motor.
従来、例えば、回転軸方向の両側からロータを挟み込むようにして対向配置された一対のステータを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、一対のステータを介した磁束ループを形成するアキシャルギャップ型の永久磁石同期機が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an axial that includes a pair of stators arranged opposite to each other so as to sandwich the rotor from both sides in the rotation axis direction, and forms a magnetic flux loop via the pair of stators against a field magnetic flux generated by a permanent magnet of the rotor Gap-type permanent magnet synchronous machines are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
上記特許文献1に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータは、電磁鋼板を積層してなるロータコア上に、複数の永久磁石を円周方向に等間隔に配置して構成されている。また、特許文献2に記載の回転電機のロータは、テープ状の電磁鋼板を巻回して重畳し、外周面に開口する穴に永久磁石を埋設した後、更にテープ状の電磁鋼板を巻回し、その端部を溶接や接着などによって外周面に接合している。
特許文献1及び特許文献2に記載のロータは、いずれも電磁鋼板を積層する構造を有するが、複数枚の電磁鋼板の固定方法の記述がなく、あるいは外周面に開口する穴を有する巻回体は、製作し難いなどの問題点があった。また、多数個の永久磁石と、電磁鋼板が積層された磁性部材とを有するロータの組み付けは、組立て工程が多く、煩雑になるという課題がある。 Each of the rotors described in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a structure in which electromagnetic steel sheets are laminated, but there is no description of a fixing method for a plurality of electromagnetic steel sheets, or a wound body having holes opened on the outer peripheral surface. However, it was difficult to produce. In addition, assembly of a rotor having a large number of permanent magnets and a magnetic member on which electromagnetic steel plates are laminated has a problem that the assembly process is complicated and complicated.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータの組み付けが容易であり、製作コストの低減が可能なアキシャルギャップ型モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an axial gap type motor in which a rotor can be easily assembled and manufacturing costs can be reduced.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、回転軸周りに回転可能なロータ(例えば、後述する実施形態におけるロータ11)と、
回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータ(例えば、後述する実施形態におけるステータ12)と、
を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブ(例えば、後述する実施形態における径方向リブ34)と、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部(例えば、後述する実施形態における内周側筒状部35)及びリム部(例えば、後述する実施形態における外周側筒状部36)と、を備えるロータフレーム(例えば、後述する実施形態におけるロータフレーム33)と、
前記回転軸方向に磁化され、前記周方向に隣接するリブ間にそれぞれ配置される主磁石部(例えば、後述する実施形態における主磁石部41)、前記主磁石部の前記回転軸方向の両側面に配置された一対の磁性部材(例えば、後述する実施形態における磁性部材42)、及び、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向側方から保持する支持プレート(例えば、後述する実施形態における外側支持プレート44、内側支持プレート45)、をそれぞれ有し、該支持プレートによって前記主磁石部及び前記一対の磁性部材を一体化する複数の磁極ユニット(例えば、後述する実施形態における磁極ユニット30)を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a rotor that can rotate around a rotation axis (for example, a
A pair of stators (for example, a
An axial gap type motor comprising:
The rotor is
A plurality of ribs (for example,
A main magnet portion (for example, a
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記ロータは、前記回転軸方向及び前記径方向に直交する方向に磁化され、前記リブの前記回転軸方向両側で、前記周方向で隣り合う磁性部材間にそれぞれ配置される複数の副磁石部(例えば、後述する実施形態における副磁石部43)をさらに備え、
前記支持プレートは、前記主磁石部の前記回転軸方向の一側面に配置された前記一方の磁性部材を前記周方向に挟み込むように前記2つの副磁石部をさらに支持し、
前記主磁石部、前記一対の磁性部材、及び前記2つの副磁石部は、前記支持プレートによって前記磁極ユニットを構成することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the axial gap motor according to claim 1, wherein the rotor is magnetized in a direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction, and on both sides of the rib in the rotation axis direction, It further includes a plurality of sub-magnet portions (for example,
The support plate further supports the two sub magnet portions so as to sandwich the one magnetic member arranged on one side surface of the main magnet portion in the rotation axis direction in the circumferential direction,
The main magnet portion, the pair of magnetic members, and the two sub magnet portions constitute the magnetic pole unit by the support plate.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記支持プレートは、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向両側から保持する一対の支持プレートを備え、前記一方の支持プレートは、前記シャフト部と前記リム部の一方と嵌合する嵌合部(例えば、後述する実施形態における突起部44d)を有することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the axial gap type motor according to claim 1 or 2, wherein the support plate includes a pair of support plates for holding the main magnet portion and the pair of magnetic members from both sides in the radial direction. The one support plate has a fitting portion (for example, a
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記一方の支持プレートは、前記磁性部材と嵌合する他の嵌合部(例えば、後述する実施形態における嵌合穴46)をさらに有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the axial gap type motor according to the third aspect, the one support plate has another fitting portion that fits the magnetic member (for example, a fitting hole in an embodiment described later). 46).
請求項5に係る発明は、請求項3又は4に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記シャフト部と前記リム部の他方と前記他方の支持プレートとの間には、リング(例えば、後述する実施形態におけるリング50)が介在されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the axial gap motor according to the third or fourth aspect, a ring (for example, an implementation described later) is provided between the shaft portion, the other of the rim portion, and the other support plate. It is characterized in that a ring 50) in the form is interposed.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記シャフト部と前記リム部の他方には、前記リブ間に形成される円弧状凸部(例えば、後述する実施形態における円弧状凸部39)が形成され、
前記他方の支持プレートは、前記径方向に屈曲されて前記円弧状凸部と前記リングによって挟持される位置決め部(例えば、後述する実施形態における位置決め部45e)を有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the axial gap type motor according to the fifth aspect, the other of the shaft portion and the rim portion has an arc-shaped convex portion formed between the ribs (for example, an embodiment described later). The arcuate convex portion 39) is formed,
The other support plate has a positioning part (for example, a
請求項7に係る発明は、請求項3又は4に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記一対の支持プレートは、前記副磁石部の径方向端面を支持する端面支持面(例えば、後述する実施形態における端面支持面44b,45b)と、該端面支持面から屈曲して、前記副磁石部の前記径方向端面と異なる側面を支持する側面支持面(例えば、後述する実施形態における44c,45c)と、を有することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the axial gap type motor according to claim 3 or 4, wherein the pair of support plates are end surface support surfaces that support a radial end surface of the sub-magnet portion (for example, an embodiment described later). End
請求項8に係る発明は、請求項7に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記副磁石部の前記側面には、前記一対の支持プレートの側面支持面によって支持される部位に、前記支持プレートの厚さに略等しい深さの凹部(例えば、後述する実施形態における凹部43a)が形成されることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the axial gap type motor according to the seventh aspect, the side surface of the sub-magnet portion is provided on a portion supported by the side surface support surfaces of the pair of support plates. A recess having a depth substantially equal to the thickness (for example, a
請求項9に係る発明は、請求項1〜8のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記周方向で隣り合う磁極ユニットは、前記回転軸方向において互いに異なる方向から前記ロータフレームに挿入されることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the axial gap type motor according to any one of the first to eighth aspects, the magnetic pole units adjacent in the circumferential direction are inserted into the rotor frame from different directions in the rotational axis direction. It is characterized by that.
請求項1の発明によれば、少ない工数で容易にロータを組み付けることができ、ロータの製作コストを抑制してアキシャルギャップ型モータを安価に提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the rotor can be easily assembled with a small number of man-hours, and the production cost of the rotor can be suppressed and the axial gap motor can be provided at a low cost.
請求項2及び請求項9の発明によれば、多数の構成部品からなるハルバッハタイプのアキシャルギャップ型モータを、少ない工数で容易に組み付けることができ、ロータの製作コストを抑制することができる。これにより、例えば、6極対のハルバッハタイプモータの場合、構成部材である12個の主磁石、24個の副磁石、及び24個の磁性部材、合計60個の部品の組み付けが必要となるが、これらをユニット化して磁極ユニットとすることによって、12個の磁極ユニットの組付けで行うことができる。 According to the second and ninth aspects of the present invention, a Halbach type axial gap motor composed of a large number of components can be easily assembled with a small number of man-hours, and the manufacturing cost of the rotor can be suppressed. Thus, for example, in the case of a 6 pole pair Halbach type motor, it is necessary to assemble a total of 60 parts, that is, 12 main magnets, 24 submagnets, and 24 magnetic members as constituent members. These can be integrated into 12 magnetic pole units by unitizing them into magnetic pole units.
請求項3の発明によれば、磁極ユニットをロータフレームに対して所定の位置に位置決めすると共に、確実に固定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the magnetic pole unit can be positioned at a predetermined position with respect to the rotor frame and can be securely fixed.
請求項4の発明によれば、支持プレートによって磁性部材を確実に保持することができ、より強固なロータ構造とすることができる。 According to invention of Claim 4, a magnetic member can be reliably hold | maintained with a support plate, and it can be set as a stronger rotor structure.
請求項5の発明によれば、リングによって磁極ユニットをロータフレームに確実に固定することができる。
According to invention of
請求項6の発明によれば、磁極ユニットに軸方向力が作用しても、磁極ユニットがロータフレームに対して軸方向へずれることが防止される。 According to the sixth aspect of the present invention, even if an axial force is applied to the magnetic pole unit, the magnetic pole unit is prevented from shifting in the axial direction with respect to the rotor frame.
請求項7の発明によれば、ハルバッハタイプのモータの副磁石部を確実に支持プレートで保持することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the sub-magnet portion of the Halbach type motor can be securely held by the support plate.
請求項8の発明によれば、副磁石部と側面支持面とを同一面として軸方向への突出を防止し、これによってロータとステータとのギャップを最小として高トルクを発生させることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the auxiliary magnet portion and the side support surface are made to be the same surface to prevent the axial projection and thereby a high torque can be generated while minimizing the gap between the rotor and the stator.
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
(第1実施形態)
まず、図1〜図6を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-6, 1st Embodiment of the axial gap type motor which concerns on this invention is described.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10は、図1及び図2に示すように、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ11と、回転軸Oの軸方向(以後、単に軸方向と言う)の両側からロータ11を挟み込むようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する一対のステータ12,12と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the axial
アキシャルギャップ型モータ10は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えば、ハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10のロータ11が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達されて、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のヨーク部21と、ロータ11に対向するヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から軸方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)と、を備える。
Each
各ステータ12は、例えば、主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W−)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が軸方向で対向するように設定されている。例えば、軸方向で対向する一対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極及びU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極及びU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22と、が軸方向で対向するように設定され、軸方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、図2に示すように、複数(図に示す実施形態では12個)の磁極ユニット30と、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁極ユニット30がロータフレーム33内に収容されている。
As shown in FIG. 2, the
図3及び図4に示すように、ロータフレーム33は、非磁性材である例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどによって形成されており、周方向に所定間隔をおいて配置されて径方向に延びる複数の径方向リブ34,…,34と、径方向リブ34,…,34によって接続される内周側筒状部35及び外周側筒状部36と、内周側筒状部35の内周面上から内方に向かい突出する円環板状に形成され、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続される接続部37と、を備える。そして、本実施形態では、ロータフレーム33の内周側筒状部35が外部の駆動軸に接続されることから、内周側筒状部35がシャフト部となり、外周側筒状部36がリム部となる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外周側筒状部36の内周面には、径方向リブに対して軸方向両側にそれぞれ円環状溝38が形成されている。また、内周側筒状部35の外周面には、隣接する径方向リブ34,34間に円弧状凸部39が形成されている。
On the inner peripheral surface of the outer
図5及び図6も参照して、磁極ユニット30は、厚さ方向(つまり、軸方向)に磁化された略扇形板状の主磁石部41と、この主磁石部41を厚さ方向の両側から挟み込む一対の磁性部材42と、磁性部材42の周方向両側方に配置されて、軸方向及び径方向に直交する方向(即ち、略周方向)に磁化された2つの副磁石部43と、を備え、主磁石部41、一対の磁性部材42、及び2つの副磁石部43が、一対の支持プレートである外側支持プレート44及び内側支持プレート45によって径方向側方(外周側及び内周側)から保持されて一体化されて組み付けられている。
5 and 6, the
磁性部材42は、複数の電磁鋼板42aが径方向に積層された構成を有し、それぞれの電磁鋼板42aの略中央部には、各電磁鋼板42aの内周面には略円弧状の凹部(図示せず)が、また外周面には略円弧状の凸部42bが形成される。これら凹部及び凸部42bは、各電磁鋼板42aを一枚ずつプレスで加締める際に形成され、複数の電磁鋼板42aを積層したとき、外周面の凸部42bが隣接する電磁鋼板42aの内周面の凹部に嵌合して互いに位置決めされる。
The
また、磁性部材42の軸方向外側となる径方向角部は、面取り加工されて面取り部42cが形成されている。この面取り部42cは、磁性部材42と副磁石部43の軸方向側面が段差なく連続するように構成されるもので、これにより、コギングトルク及びトルクリップルを低減する効果を有する。なお、磁性部材42は、積層された電磁鋼板42aによって構成される以外にも、例えば鉄分などの粉体を成形・焼成した焼結部材とすることもできる。この場合も、外周面に凸部42bが形成され、内周面に凹部が形成される。
Further, a chamfered
外側支持プレート44は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部41と一対の磁性部材42の外周面に当接する略矩形形状の外周押え部44aと、外周押え部44aの軸方向一端に設けられて周方向両側に延設された端面支持面44bと、この端面支持面44bから径方向内側に屈曲形成された側面支持面44cと、を備える。端面支持面44bは副磁石部43の外周面を支持し、側面支持面44cは副磁石部43の軸方向側面を支持する。
The
外側支持プレート44の外周押え部44aには、磁性部材42の凸部42bに対応する位置に、凸部42bと嵌合する一対の嵌合穴46が形成されている。また、軸方向両端部には、半径方向外方に切りおこされた4個の突起部44dが形成されており、磁極ユニット30をロータフレーム33に組み付けるとき、突起部44dが外周側筒状部36の円環状溝38に嵌合して位置決めされる。
A pair of
内側支持プレート45は、外側支持プレート44と同様に、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部41と一対の磁性部材42の内周面に当接する略T字型の内周押え部45aと、内周押え部45aの軸方向一端に設けられて周方向両側に延設された端面支持面45bと、この端面支持面45bから径方向外側に屈曲形成された側面支持面45cと、を備える。内周押え部45aには、磁性部材42の内周面に形成された凹部に対応する位置に、この凹部に嵌合する一対の嵌合凸部45dが形成されている。また、略T字型に形成された内周押え部45aの根元部は、半径方向内側に屈曲形成される位置決め部45eが設けられている。
The
主磁石部41、一対の磁性部材42、及び2つの副磁石部43は、外側支持プレート44と内側支持プレート45とによって、径方向両側から保持されてユニット化され、磁極ユニット30となる。即ち、外側支持プレート44は、両側から主磁石部41を狭持する一対の磁性部材42の凸部42bを嵌合穴46に嵌合させると共に、2つの副磁石部43の端面及び側面を端面支持面44b及び側面支持面44cに当接させ、更に、内側支持プレート45が、主磁石部41、一対の磁性部材42、及び2つの副磁石部43の内周面側に当接して狭持する。このとき、内側支持プレート45の一対の嵌合凸部45dは、一対の磁性部材42の凹部にそれぞれ嵌合して位置決めする。
なお、本実施形態では、主磁石部41、一対の磁性部材42、及び2つの副磁石部43は、外側支持プレート44と内側支持プレート45と接着によって固定されているが、例えば、一対の磁性部材42を加締める際に同時に外側支持プレート44を固定してもよい。
The
In the present embodiment, the
このように組み付けられた複数の磁極ユニット30は、図3及び図4に示すように、周方向で隣り合う磁極ユニット30が、軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム33に挿入されて組み付けられる。このとき、周方向で隣り合う主磁石部41,41は、磁化方向が互いに異方向となるように設定される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
具体的には、磁極ユニット30は、外周側筒状部36、内周側筒状部35、及び径方向リブ34,34によって画成される空間に側方から挿入され、外側支持プレート44の突起部44d及び磁性部材42の凸部42bを外周側筒状部36の円環状溝38に係合させて外周側筒状部36の内周面に当接させる。
Specifically, the
これにより、主磁石部41は、径方向の両側から内周側筒状部35と外周側筒状部36とにより挟み込まれると共に、2つの径方向リブ34によって周方向の両側から挟み込まれる。また、2つの副磁石部43は、径方向の両側から内周側筒状部35と外周側筒状部36とにより挟み込まれて、径方向リブ34の一方の軸方向側方に位置する。
Thus, the
次いで、内側支持プレート45と内周側筒状部35との間に、軸方向からリング50を圧入して、内側支持プレート45の位置決め部45eを円弧状凸部39とリング50とで狭持する。これによって、磁極ユニット30にかかる軸方向力に抗して、磁極ユニット30がロータフレーム33から抜け出ることが防止される。なお、磁極ユニット30には、両側に配置された一対のステータ12,12から吸引力が作用するが、磁極ユニット30が一対のステータ12,12の中間位置にあれば両側からの吸引力は釣り合い状態にある。従って、ロータフレーム33としては、回転時に作用する遠心力などに対する十分な強度を有し、一対のステータ12,12の中間位置に位置するようになる。
Next, the
以上説明したように、本実施形態に係るアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁極ユニット30は、主磁石部41と、主磁石部41の両側面に配置された一対の磁性部材42と、周方向で隣り合う磁性部材42間にそれぞれ配置される2つの副磁石部43とが、支持プレート44,45によって保持されてユニット化されているので、多数の構成部品からなるハルバッハタイプのアキシャルギャップ型モータ10を、少ない工数で容易に組み付けることができる。また、これによって、ロータ11の製作コストを抑制してアキシャルギャップ型モータ10を安価に提供することができる。これにより、例えば、6極対のハルバッハタイプモータ10の場合、構成部材である12個の主磁石部41と、24個の副磁石部43と、24個の磁性部材42とがユニット化されることにより、12個の磁極ユニット30の組付けで組み付けることができる。
As described above, according to the axial
なお、第1実施形態の第1変形例として、図7に示すように、ロータ11は、ロータフレーム33の内周側筒状部(シャフト部)を別部材とし、この別部材をボルト締結することで磁極ユニットを固定するようにしてもよい。即ち、ロータ11は、接続部37と別体に設けられた、断面略L字型の一対のリング部材55を備える。このリング部材55の外周側角部には、位置決め部45eを収容するための押え凹部56がリング状に形成されている。
As a first modification of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the
したがって、このロータ11では、第1実施形態と同様に、外側支持プレート44の突起部44d及び磁性部材42の凸部42bを外周側筒状部36の円環状溝38に係合させて磁極ユニット30をロータフレーム33に挿入する。そして、内側支持プレート45の内周面にリング部材55を当接して、リング部材55をボルト57によって接続部37に固定する。これにより、内側支持プレート45の位置決め部45eが、接続部37とリング部材55によって狭持されて、磁極ユニット30がロータフレーム33に固定される。
Therefore, in the
また、第1実施形態の第2変形例にとして、図8に示すように、副磁石部43は、その軸方向外側両端に、支持プレート44,45の板厚と略同じ深さの凹部43aが形成されてもよい。これにより、副磁石部43は、凹部43aに当接する側面支持面44c、45cによって保持されるので、副磁石部43と側面支持面44c、45cとの軸方向側面が同一面となり、側面支持面44c、45cが副磁石部43から突出することがない。これにより、ロータ11とステータ12とのギャップを小さくして高トルクを発生させることができる。
Further, as a second modification of the first embodiment, as shown in FIG. 8, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るアキシャルギャップ型モータについて、図9〜図11を参照して説明する。なお、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータは、内側支持プレートの位置決め部の構造が、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと異なる。このため、第1実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Second Embodiment)
Next, an axial gap type motor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The axial gap type motor of the second embodiment is different from the axial gap type motor of the first embodiment in the structure of the positioning portion of the inner support plate. For this reason, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same or corresponding symbols, and description thereof is simplified or omitted.
図9〜図11に示すように、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータのロータ11は、複数(図に示す実施形態では12個)の磁極ユニット130と、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁極ユニット130がロータフレーム33内に収容されている。磁極ユニット130は、外側支持プレート44及び内側支持プレート145によって、主磁石部41、一対の磁性部材42、及び2つの副磁石部43を保持することで構成される。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
ロータフレーム33の内周側筒状部35に設けられた円弧状凸部39には、隣接する径方向リブ34,34の略中間に軸方向に貫通する軸方向溝61が形成されている。また、内側支持プレート145には、内周押え部45aの主磁石部41に対応する位置、即ち、円弧状凸部39の軸方向溝61に対応して径方向内側に切りおこされた一対のリブ状の位置決め部45fが設けられている。これら位置決め部45fは、その板厚方向が周方向とされ、軸方向に沿って延びる。
An arc-shaped
このような内側支持プレート145を有する磁極ユニット130は、図10に示すように、位置決め部45fを軸方向溝61に嵌合させた状態でロータフレーム33の外周側筒状部36と内周側筒状部35との間に挿入され、内側支持プレート145と内周側筒状部35との間に軸方向両側からリング50を圧入することで、内側支持プレート145の位置決め部45fが一対のリング50で狭持される。これにより、磁極ユニット130がロータフレーム33に固定される。
なお、その他の構成及び作用については、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータ10と同様である。
As shown in FIG. 10, the
In addition, about another structure and effect | action, it is the same as that of the axial
(第3実施形態)
次に、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第3実施形態について図12及び図13に基づいて説明する。第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、副磁石部を備えたハルバッハタイプのものについて説明したが、第3実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、副磁石部を備えずに、磁極ユニットが主磁石部、主磁石部の両側面に配置された一対の磁性部材、及び、内、外側支持プレートによって構成されている。なお、それ以外の部分については、本発明の第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the axial gap motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the axial gap type motors of the first and second embodiments, the Halbach type motor provided with the auxiliary magnet portion has been described. However, the axial gap type motor of the third embodiment does not include the auxiliary magnet portion, and the magnetic pole unit. Is composed of a main magnet portion, a pair of magnetic members disposed on both side surfaces of the main magnet portion, and inner and outer support plates. Since the other parts are the same as those of the axial gap type motor according to the first embodiment of the present invention, the same or equivalent parts are denoted by the same or corresponding numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図12及び図13に示すように、本実施形態の磁極ユニット230は、軸方向に磁化された略扇形板状の主磁石部41と、この主磁石部41を厚さ方向の両側から挟み込む一対の磁性部材42と、を備え、主磁石部41、及び一対の磁性部材42が、外側支持プレート244及び内側支持プレート245によって径方向側方(外周側及び内周側)から保持されて一体に組み付けられている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
外側支持プレート244及び内側支持プレート245は、図6に示す第1実施形態の外側支持プレート44及び内側支持プレート45に対して、それぞれ端面支持面44b、45b、及び側面支持面44c、45cを有しない形状に形成されている。
The
即ち、外側支持プレート244は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部41と一対の磁性部材42の外周面に当接する略矩形形状の外周押え部44aを備え、この外周押え部44aに、磁性部材42の凸部42bと嵌合する一対の嵌合穴46、及び半径方向外方に切りおこされ、ロータフレーム33の円環状溝38に嵌合する4個の突起部44dが軸方向端部に形成されている。
That is, the
また、内側支持プレート245は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部41と一対の磁性部材42の内周面に当接する略T字型の内周押え部45aを備え、この内周押え部45aに、磁性部材42の内周面に形成された凹部に嵌合する一対の嵌合凸部45dが形成されている。また、略T字型に形成された内周押え部45aの根元部は、半径方向内側に屈曲形成される位置決め部45eが設けられている。
The
このような磁極ユニット230は、図12に示すように、周方向で隣り合う磁極ユニット230が、軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム33に挿入され、内側支持プレート245と内周側筒状部35との間に軸方向からリング50を圧入する。これによって、内側支持プレート245の位置決め部45eが、円弧状凸部39とリング50とで狭持されて固定される。
その他の構成及び作用については第1実施形態のアキシャルギャップ型モータ10と同様である。
In such a
Other configurations and operations are the same as those of the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係るアキシャルギャップ型モータについて、図14及び図15を参照して説明する。なお、第4実施形態のアキシャルギャップ型モータは、内側支持プレートの位置決めの構造が第2実施形態の磁極ユニットと同様である以外は、第3実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様である。このため、第3実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an axial gap type motor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The axial gap type motor of the fourth embodiment is the same as the axial gap type motor of the third embodiment except that the positioning structure of the inner support plate is the same as that of the magnetic pole unit of the second embodiment. For this reason, the same or equivalent parts as those in the third embodiment are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof is simplified or omitted.
図14及び図15に示すように、本実施形態の磁極ユニット330は、第3実施形態と同様、主磁石部41、及び一対の磁性部材42とを、外側支持プレート244及び内側支持プレート345によって径方向側方(外周側及び内周側)から保持することで構成される。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
ロータフレーム33の内周側筒状部35に設けられた円弧状凸部39には、隣接する径方向リブ34,34の略中間に軸方向溝61が形成される。また、外側支持プレート244と共に主磁石部41、及び一対の磁性部材42を径方向両側から保持する内側支持プレート345は、円弧状凸部39の軸方向溝61に対応する位置に、板厚方向が周方向とされて径方向内側に切りおこされた一対の位置決め部45fが設けられている。
An
磁極ユニット330は、位置決め部45fを軸方向溝61に嵌合してロータフレーム33の外周側筒状部36と内周側筒状部35との間に挿入され、軸方向両側から圧入された一対のリング50によって位置決め部45fが狭持されて固定される。
The
本実施形態の磁極ユニット330は、実質的に軸方向に左右対称形となるので、第1実施形態〜第3実施形態のロータ11と異なり、周方向で隣り合う磁極ユニット30を軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム33に挿入する必要はなく、ロータフレーム33のいずれか一方の軸方向から挿入することができる。なお、内側支持プレート345は、上記実施形態と同様に、略T字型に形成されているが、主磁石部41、及び一対の磁性部材42の下面の形状に沿って軸方向に左右対称形に形成されてもよい。
なお、その他の構成及び作用については、第3実施形態のアキシャルギャップ型モータ10と同様であるので、説明を省略する。
Since the
Since other configurations and operations are the same as those of the
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
なお、本発明では、ロータフレームのシャフト部又はリム部と嵌合する嵌合部を外側支持プレート又は内側支持プレートのいずれかに設ければよいが、ロータが回転すると、磁極ユニットには半径方向外方に遠心力が作用するので、磁極ユニットを安定して支持するには、外側支持プレートをロータフレームのリム部と嵌合させることが好ましい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
In the present invention, the fitting portion that fits the shaft portion or the rim portion of the rotor frame may be provided on either the outer support plate or the inner support plate. However, when the rotor rotates, the magnetic pole unit has a radial direction. Since centrifugal force acts outward, it is preferable to fit the outer support plate with the rim portion of the rotor frame in order to stably support the magnetic pole unit.
また、本発明では、嵌合部が嵌合するシャフト部又はリム部の他方の部材と支持プレートとの間にリングが介在されればよいが、同じく、磁極ユニットに作用する遠心力のため、シャフト部と内側支持プレートとの間にリングを挿入して、磁極ユニットをリム部に当接させて固定することが好ましい。 Further, in the present invention, a ring may be interposed between the other member of the shaft portion or the rim portion and the support plate into which the fitting portion is fitted, but similarly, due to the centrifugal force acting on the magnetic pole unit, It is preferable to insert a ring between the shaft portion and the inner support plate and fix the magnetic pole unit in contact with the rim portion.
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
30,130,230,330 磁極ユニット
33 ロータフレーム
34 径方向リブ
35 内周側筒状部(シャフト部)
36 外周側筒状部(リム部)
39 円弧状凸部
41 主磁石部
42 磁性部材
43 副磁石部
43a 凹部
44,244 外側支持プレート(支持プレート)
44b 端面支持面
44c 側面支持面
44d 突起部(嵌合部)
45,145,245,345 内側支持プレート(支持プレート)
45b 端面支持面
45c 側面支持面
45d 嵌合凸部(他の嵌合部)
45e 位置決め部
45f 位置決め部
46 嵌合穴(他の嵌合部)
50 リング
O 回転軸
DESCRIPTION OF
36 Outer peripheral side cylindrical part (rim part)
39 Arc-shaped
44b End
45, 145, 245, 345 Inner support plate (support plate)
45b
50 Ring O Rotating shaft
Claims (9)
回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータと、
を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部及びリム部と、を備えるロータフレームと、
前記回転軸方向に磁化され、前記周方向に隣接するリブ間にそれぞれ配置される主磁石部、前記主磁石部の前記回転軸方向の両側面に配置された一対の磁性部材、及び、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向側方から保持する支持プレート、をそれぞれ有し、
該支持プレートによって前記主磁石部及び前記一対の磁性部材を一体化する複数の磁極ユニットと、
を備えることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 A rotor rotatable around a rotation axis;
A pair of stators opposed to the rotor from both sides in the direction of the rotation axis;
An axial gap type motor comprising:
The rotor is
A rotor frame comprising a plurality of ribs arranged in the circumferential direction at predetermined intervals and extending in the radial direction, and a shaft portion and a rim portion respectively provided on an inner diameter side and an outer diameter side of the plurality of ribs;
A main magnet portion magnetized in the rotation axis direction and disposed between ribs adjacent to each other in the circumferential direction; a pair of magnetic members disposed on both side surfaces of the main magnet portion in the rotation axis direction; Each having a magnet part and a support plate for holding the pair of magnetic members from the side in the radial direction;
A plurality of magnetic pole units that integrate the main magnet portion and the pair of magnetic members by the support plate;
An axial gap type motor comprising:
前記支持プレートは、前記主磁石部の前記回転軸方向の一側面に配置された前記一方の磁性部材を前記周方向に挟み込むように前記2つの副磁石部をさらに支持し、
前記主磁石部、前記一対の磁性部材、及び前記2つの副磁石部は、前記支持プレートによって前記磁極ユニットを構成することを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The rotor is magnetized in a direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction, and has a plurality of sub-magnet portions disposed between adjacent magnetic members in the circumferential direction on both sides of the rib in the rotation axis direction. In addition,
The support plate further supports the two sub magnet portions so as to sandwich the one magnetic member arranged on one side surface of the main magnet portion in the rotation axis direction in the circumferential direction,
2. The axial gap motor according to claim 1, wherein the main magnet part, the pair of magnetic members, and the two sub magnet parts constitute the magnetic pole unit by the support plate.
前記一方の支持プレートは、前記シャフト部と前記リム部の一方と嵌合する嵌合部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The support plate includes a pair of support plates that hold the main magnet portion and the pair of magnetic members from both radial sides,
3. The axial gap motor according to claim 1, wherein the one support plate includes a fitting portion that fits with one of the shaft portion and the rim portion. 4.
前記他方の支持プレートは、前記径方向に屈曲されて前記円弧状凸部と前記リングによって挟持される位置決め部を有することを特徴とする請求項5に記載のアキシャルギャップ型モータ。 On the other of the shaft part and the rim part, an arc-shaped convex part formed between the ribs is formed,
6. The axial gap motor according to claim 5, wherein the other support plate has a positioning portion that is bent in the radial direction and is sandwiched between the arc-shaped convex portion and the ring.
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